BAB 2 Tinjauan Pustaka
2.3 Klorin
2.3.1 Definisi klorin dan klor
Klorin berasal dari bahasa Yunani yaitu Chloros yang artinya kuning kehijauan yang ditemukan oleh Schele pada tahun 1774. Pada tahun 1875 C.L.Berthollet
mengekspresikan keyakinannya bahwa itu adalah senyawa oksigen asam hidrolik dan menyebutnya sebagai agen bleching tetapi James Watt bertanggung jawab atas aplikasinya pada tahun 1810-1811 kemudian Sir.H.Davy telah membuktikan secara pasti bahwa itu adalah suatu elemen dan diberinya nama klorin. (Wikipedia, 2012)
Dalam wujud gas, klor berwarna kuning kehijauan, baunya sangat menyesakkan dan sangat beracun. Dalam bentuk cair dan padat, merupakan agen pengoksidasi, pelunturan yang sangat efektif. Klorin tergolong dalam grup unsur halogen (pembentuk garam) dan diperoleh dari garam klorida dengan mereaksikan zat oksidator atau lebih sering dengan proses elektrolisis. Pada suhu 10°C, satu volume air dapat melarutkan 3.10 volume klor, sedangkan pada suhu 30°C hanya 1.77 volume. Ciri-ciri utama unsur klor merupakan unsur murni, mempuyai keadaan fisik berbentuk gas berwarna kuning kehijauan. (inspirehalogen, 2009)
Klorin hanya dapat larut dengan mudah di air,tetapi apabila kontak dengan uap adalah bentuk asam hipoklorus (HClO) dan asam hidroklorik (HCl). Ketidak stabilan asam hipoklorus (HClO) membuatnya dapat dengan mudah menghilang membentuk oksigen bebas. Karena reaksi ini, pada dasarnya air mempertinggi oksidasi klorin dan efek korosif (anonimos, 2007)
Klorin sangat kreatif karena dapat langsung bersenyawa dengan unsur-unsur lainnya. Tetapi klorin bersifat racun/toksik terutama bila terhisap pernapasan. Klorin mudah dikenal karena baunya yang khas, bersifat merangsang (iritas) terhadap selaput lender mata, selaput lender hidung, selaput lender tenggorokan, dan paru-paru. Penghisapan klorin dalam konsentrasi yang tinggi dapat menimbulkan gelembung-gelembung air pada paru-paru.(Adiwisastra, 1989)
2.3.2 Sumber klor
Klor digunakan tubuh kita untuk membentuk HCl atau asam klorida pada lambung. HCl memiliki kegunaan membunuh kuman bibit penyakit dalam lambung dan juga mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin. Klorin adalah unsur kimia ketujuh tertinggi yang diproduksi di dunia. Supaya bias dipakai, klorin sering dikombinasikan dengan senyawa organik (bahan kimia yang mempunyai unsur karbon) yang biasanya menghasilkan organoklorin. Organoklorin itu sendiri adalah senyawa kimia yang beracun dan berbahaya bagi kehidupan karena dapat terkontaminasi dan persisten didalam tubuh makhluk hidup (Macdougall, 1994)
Klorin dihasilkan oleh elektrolisis sodium klorida. Itu adalah sepuluh kali lebih tinggi dari volume bahan-bahan kimia yang dihasilkan oleh United States, yang pada tahun 1998 menghasilkan lebih dari 14 juta ton. Klorin sangat penting digunakan sebagai pemutih dalam pabrik kertas dan pakaian. Klorin juga digunakan sebagai bahan kimia pereaksi dalam pabrik logam klorida, bahan pelarut klorinasi, pestisida, polimer, karet sintesis dan refrigerant. Sodium hipoklorit yang merupakan komponen/produk pemutih yang diperdagangkan, larutan pembersih dan desinfektan untuk air minum dan system penyaringan air/limbah dan kolam renang. (Anonimos, 2007)
2.3.3 Sifat klorin
Klorin memiliki beberapa sifat yaitu sifat fisika dan kimia. Klorin merupakan unsure kedua dari keluarga halogen, terletak pada golongan VII A, periode III. Sifat kimia dari klorin sangat ditentukan oleh konfigurasi electron pada kilit terluarnya. Keadaan ini membuatnya sangat tidak stabil dan sangat reaktif. Hal ini disebabkan
karena kulit terluarnya belum mempunyai 8 elektron (oktet) untuk mendapatkan struktur gas mulia. Selain itu, sifat kimia klorin adalah larut dalam air, bersifat sebagai racun, tidak terbakar di udara melainkan bereaksi secara kimia. Pada suhu biasa, klorin secara langsung menyatu dengan banyak elemen-elemen lain. Beberapa sifat fisika dari klorin adalah berwarna kuning kehijauan, baunya merangsang, berat molekul 70,9 dalton, titik didihnya -34,7°C, titik bekunya 0,102°C, dengan gaya berat 1,56 pada titik didih tekanan uap air 20°C, berat jenis gas 2,5 dan daya larut dalam air 20°C, reaktif terhadap hydrogen logam - logam alkali dan korosif terhadap segala logam, bersifat oksidator kuat dan mudah meletus atau meledak bila bercampur H2.(Adiwisastra, 1989)
2.3.4 Jenis – jenis klorin
Klorin memiliki bayak jenis, yaitu: (Sutrisno, 2006) a. Gas klorin
Gas klorin berwarna kuning kehijau – hijauan dan mudah menguap. Bau yang dihasilkan bersifat merangsang atau menusuk serta bersifat toksik. Gas klorin 2,48 kali lebih berat dari udara. Gas klorin biasanya dikemas dalam tabung silinder kaasitas 40 kg, 100 kg, 1000 kg. Selain itu, kandungan klorin aktifnya sekitar 80%. Gas klorin menyebabkan rasa pedas pada kulit selaput lender, sistem pernafasan, dll.
b. Hypochlorite Compounds
Disebut juga Chlorinated Lime (bleaching Powder). Jenis klorin ini biasanya digunakan untuk daerah pedesaan dan tidak stabil bila ken udara, cahaya, dan
kelembaban sehingga kadar klorinnya menurun dengan cepat. Kandungan klorin aktifnya sekitar 33 % sampai 37 %.
c. Calcium Hypochlorite
Calcium Hypochlorite biasanya berbentuk padat dan lebih dikenal dengan nama kaporit. Sifatnya lebih mudah larut sempurna dalam air dengan daya larut 21,5 gr/100 ml, larutan bersifat korosif. Jenis klorin ini memiliki kekuatan dua kali lebih kuat dibandingkan bentuk lime dan dapat bertahan lebih dari 1 tahun bila disimpan pada kondisi normal. Jenis klorin ini tersedia dalam bentuk granul dan tablet sehingga sangat menguntungkan dalam penanganan. Bila kontak dengan kulit dan bagian tubuh lainnya terasa sakit/perih.
d. Sodium Hypochlorite
Sodium Hypochlorite (NaCl) berbentuk larutan medium, yang berwarna sedikit kekuningan, beraroma khas dan menyengat. Jenis klorin ini mudah larut dalam air dengan derajat kelarutan mencapai 100% dan sedikit lebih berat dibandingkan dengan air (berat jenis air lebih dari satu) serta sedikit lebih basah. Klorin terdapat dalam rentang 15-17% dengan pH 11-11,12. 2.3.5 Reaksi klorin dengan air
Bila klorin (Cl2) ditambahkan dengan air yang murni secara kimia terbentuklah campuran antara sodium hypoclorite (HOCl) dan asam klorida (HCl). Reaksi klor di dalam air tijunjukkan oleh reaksi berikut : (Mulia, 2006)
a. Cl2 + H20 HOCl + H+ + Cl
b. HOCl OCl- + H+
ion hypoclorite
HOCl dan OCl- adalah merupakan klor aktif atau biasa disebut dengan klor bebas HOCl merupakan sisa klor paling efektif sebagai desinfektan dibandingkan dengan OCl- sebagai bentuk klor bebas yang kedua. Sedangkan Cl- adalah merupakan klor yang tidak aktif. Pada suhu air yang normal, reaksi tersebut telah selesai secara lengka hanya dalam beberapa detik saja. Pada larutan encer dimana pH sedikit sekali Cl2 yang berada dalam larutan. Asam hypoclorite terionisasi menjadi ion hydrogen dan ion hypoklorite. Reaksi reaksi yang terjadi adalah reaksi bolak-balik karena derajat diosiasinya sangat tergantung pada pH dan suhu. Asam hypoclorite merupakan asam lemah yang sukar terdisosiasi pada pH sekitar 6 atau lebih rendah. Karena itu klorin lebih banyak terdapat dalam bentuk HOCl dan pH rendah. (Mulia, 2006) 2.3.6 Kegunaan klorin
Klorin memiliki banyak kegunaan yaitu dapat berfungsi sebagai desinfektan atau pembunuh kuman, dapat juga digunakan sebagai alat pemutih pada industri kertas, pulp, dan tekstil, sebagai bahan pembuatan pestisida dan herbisida, untuk pendingin, obat farmasi, sebagai pembuatan kertas, pembuatan vynil (pipa PVC), pembuatan plastik, bahan pembersih dan untuk perawatan air dan air limbah serta digunakan sebagai pelarut. (Inspirehalogen, 2009)
Pengelolahan air bersih dan air limbah klorin digunakan sebagai oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengelolahan air bersih. Untuk mengoksidasi Fe (II) dan Mn (II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe (III) dan Mn (III). (Hanum, 2002)
Menurut Lembaga Aman Tirta (2007) dalam Anduyuni (2009), klorin memiliki beberapa kelebihan dan kelemahan sebagai desinfektan, yaitu :
1. Kelebihan klorin
a. Pembasmi kuman (mikroorganisme) yang ampuh dalam air minum
b. Mengontrol rasa dan bau (seperti alga atau jamur, sulfur, bau-bau yang berasal dari tumbuhan, dll)
c. Mengontrol pertumbuhan Biological (bakteri dan kotoran-kotoran, jamur, ganggang) yang biasanya tumbuh di bak-bak penampungan air, didasar air atau di tempat penyimpanan air.
d. Mengontrol bahan-bahan kimia (menghancurkan hydrogen sulfide, memisahkan amonia, dan nitrogenous atau zat lemas) yang mengakibatkan bau yang tidak enak serta dapat memisahkan besi dan mangan dari air mentah
e. Menyediakan residual untuk melindungi dari terjadinya kontaminasi ulang dan untuk melindungi pertumbuhan bio-film pada sistem distribusi
f. Sangat cost-effective (murah) 2. kelemahan klorin
a. Masa kadaluarsanya terbatas
b. Berpotennsi untuk membentuk Disinfection byproduct seperti trihalometan
c. Dapat merusak beberapa material dan lebih sulit penyimpanannya dibandingkan dengan cairan kimia lainnya
Klorin sering digunakan sebagai desinfektan untuk menghilangkan mikroorganisme yang tidak dibutuhkan, terutama pada air yang digunakan untuk domestik. Beberapa alas an yang menyebabkan klorin sering digunakan sebagai desinfektan adalah sebagai berikut (Effendi,2007): a. Dapat dikemas dalam bentuk gas, larutan, dan bubuk )powder) b. Relatif murah
c. Memiliki daya larut yang inggi serta dapat larut pada kadar yang tinggi (7.000 mg/L)
d. Residu klorin dalam bentuk larutan tidak berbahaya bagi manusia, jika terdapat dalam kadar yang tidak berlebihan
e. Bersifat sangat toksik bagi mikroorganisme, dengan cara menghambat aktivitas metabolisme mikroorganisme tersebut.
2.3.7 Nilai ambang batas klorin
Berdasarkan Peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/Menkes/Per/IV/20110 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, kadar maksimum klorin sebagai desinfektan yang terdapat pada air minum adalah maksimal 5 mg/l air minum.
2.3.8 Toksisitas klorin
Klorin adalah bahan yang penting sebagai desinfektan tetapi harus diperhatikan bahaya-bahaya yang dapat ditimbulkannya, karena klorin bersifat racun/toksik terutama bila terhisap pernafasan. Gas klorin mudah dikenal karena baunya yang sangat khas, bersifat merangsang (iritasi)terhadap selaput lender mata (conjunctiva), selaput lender hidung, selaput lender tenggorokan, tali suara dan paru-paru. Gejala
keracunan klorin pada mata menimbulkan mata pedih dan keluar air mata/lakrimasi karena terjadi inflamasi conjunctiva. Selain pada mata gas klorin juga dapat menimbulkan gangguan pada saluran pernafasan, yaitu menimbulkan iritasi pada membrane mukosa dan sering bermanifestasi sebagai beberapa keluhan saluran sesak nafas, sakit dada retrosternal, dada terasa terhimpit, rasa tercekik, rasa terbakar pada tenggorokan. Dengan konsentrasi yang lebih tinggi timbul sputum merah muda, sputum berbua, gelisah, gangguan pernafasan yang berat, cyanosis sentra suara kasar/stridor dengan mengi dan demam ringan (Anonimos, 2010)
Menurut MacDougall, (1994) mengatakan klorin, baik dalam bentuk gas maupun cairan mampu mengakibatkan luka yang permanen, terutama kematian. Pada umumnya luka permanen terjadi disebabkan oleh asap gas klorin. Klorin sangat pontesial untuk terjadinya penyakit di kerongkongan, hidung, dan tract respiratory (saluran kerongkongan di dekat paru-paru). Klorin juga dapat membahayakan sistem pernafasan terutama bagi anak-anak dan orang dewasa. Dalam wujud gas, klor dapat merusak membrane mucus dan dalam wujud cair dapat merusak kulit. (Sinuhaji, 2009)
Orang yang meminum air yang mengandung klorin memiliki kemungkinan lebih besar untuk kena kanker kandung kemih, dubur ataupun usus besar. Sedangkan bagi wanita hamil dapt menyebabkan melahirkan bayi cacat dengan kelainan otak tau urat saraf tulang belakang, berat bayi lahir rendah, kelahiran premature atau bahkan dapat mengalami keguguran kandungan. Selain itu pada hasil studi efek klorin pada binatang ditemukan pula kemungkinan kerusakan ginjal dan hati. (Mahardika, 2011)
2.3.9 Dampak klorin bagi kesehatan
Berdasarkan hasil riset oleh U.S Bureau Mines dalam Adiwisstra (1989), gas klorin dapat menyebabkan kesehatan dalam beberapa konsentrasi seperti tabel di bawah ini.
Tabel 3. Konsentrasi Klorin yang dapat membahayakan kesehatan No. Konsentrasi Klorin Bahaya Klorin Pada Kesehatan
1 3.5 ppm Dapat tercium baunya
2 15.1 ppm Menyebabkan rangsangan pada temggorokan 3 30.2 ppm Mengakibatkan batuk-batuk
4 40-60 ppm Mengakibatkan pneumonitis dan pulmonary edema 5 100 ppm Mengakibatkan kematian mendadak di tmpat Sumber : Hasil Riset oleh U.S Bureau Mines (1989)
Orang yang menghirup gas klor akan merasakan sakit dan rasa panas/pedih di tenggorokan, hal ini disebabkan pengaruh rangsangan/iritasi terhadap selaput lender (mucus membrane) yang menimbulkan batuk-batuk kering (kosong) yang terasa pedih panas, waku menarik napas terasa sakit dan sukar bernapas, waktu bernapas terdengar suara desing seperti penderita asma/bronchitis. (Adiwisastra, 1989)
Bahaya keracunan yang dapat ditimbulkan klorin dapat dibedakan menjadi bahaya akut dan bahaya kronis: (Adiwisastra, 1989)
1. Keracunan Akut
Disebabkan karena menghisap gas klorin dalam konsentrasi tinggi dan penghisapan terjadi untuk pertama kalinya. Selain itu, keracunan akut bisa terjadi
pada kulit bila klorin cair tumpah mengenai kulit sehingga menimbulkan luka bakar kulit kemerah-merahan dan bengkak. (Adiwisastra, 1989)
Gejala-gejala keracunan klorin yaitu (Adiwisastra, 1989) : a. Tenggorokan terasa gatal, pedih atau panas
b. Batuk terus-menerus disebabkan pengaruh rangsangan terhadap reflex alat pernapasan yang menyebabkan orang tidak dapat menahan batuk
c. Pernapasan (kalau menarik napas) terasa sakit dan sesak d. Muka kelihatan kemerah-merahan
e. Mata terasa perih akibat rangsangan terhadap selaput lender conjunctiva f. Batuk kadang-kadang disertai darah dan muntah-muntah yang hebat
g. Penghisapan gas klor dalam konsentrasi tinggi dapat menyebabkan terhentinya pernapasan (asphyxia)
2. Keracunan Kronis
Dapat disebabkan karena menghirup gas klor dalam konsentrasi rendah tetapi terjadi berulang-ulang, sehingga dapat menyebabkan hilangnya rasa pada indera penciman, merusak gigi/gigi keropos. Keracunan kronis pada kulit karena tertumpah mengenai kulit akan menimbulkan luka bakar yang warna kulitnya kemerahan dan membengkak. Klor dengan konsentrasi tinggi (pekat) sangat merangsan mata yang menimbulkan rasa pedih. (Adiwisastra, 1989)